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1、第六章焦炉内煤气燃烧与热工评定第1页，共36页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 焦炉加热用煤气焦炉加热用煤气 一、煤气组成、热值和密度一、煤气组成、热值和密度 1 1、几种加热煤气的组成、几种加热煤气的组成 用于焦炉加热的煤气有用于焦炉加热的煤气有:焦炉煤气焦炉煤气(COG)、高炉煤气（、高炉煤气（BFG）和发生炉煤）和发生炉煤气（气（PG）。其组成如表所示：）。其组成如表所示：由上表可知，焦炉煤气可燃成分多，达由上表可知，焦炉煤气可燃成分多，达90%以上，热值高；高炉煤气和以上，热值高；高炉煤气和发生炉煤气（特别是常用的空气煤气）可燃成分少，且主要是发生炉煤气（特别是常用的空气煤气）可
2、燃成分少，且主要是CO，热值低。，热值低。第2页，共36页，编辑于2022年，星期三l当设计焦炉进行热工计算时，煤气的组成必须确定，因此规定热工计当设计焦炉进行热工计算时，煤气的组成必须确定，因此规定热工计算时煤气的组成如下表所示：算时煤气的组成如下表所示：热工计算用煤气组成热工计算用煤气组成名称组成（体积%）低热值KJ/nM3H2CH4COCmHnCO2N2O2焦炉煤气59.525.56.02.22.44.00.417900大型高炉煤气1.50.226.813.957.20.436400中型高炉煤气2.70.228.011.057.80.339200发生炉煤气9.01.0528.05.156
3、.450.449100 以上两表中的煤气组成均为干基（干煤气），而煤气一般都是被水饱以上两表中的煤气组成均为干基（干煤气），而煤气一般都是被水饱和的，进行各种计算时，必须考虑煤气中的水分含量，并以下式进行换和的，进行各种计算时，必须考虑煤气中的水分含量，并以下式进行换算：算：X湿湿=X干干/（1+M干干），），%或者：或者：X干干=X湿湿/（1-M湿湿），），%式中：式中：X干干、X湿湿干、湿基煤气组成，干、湿基煤气组成，%M干干、M湿湿干、湿基煤气的水分含量，干、湿基煤气的水分含量，m3/m3，其数值由下表，其数值由下表查取。查取。第3页，共36页，编辑于2022年，星期三第4页，共36页，
4、编辑于2022年，星期三2 2、煤气热值、煤气热值 煤气的热值煤气的热值是指单位体积的煤气完全燃烧所放出的热量。燃烧产是指单位体积的煤气完全燃烧所放出的热量。燃烧产物中水蒸汽冷凝成物中水蒸汽冷凝成00的水时的热值称为高热值（的水时的热值称为高热值（Q Q高高）；燃烧产物中水呈）；燃烧产物中水呈汽态的热值称为低热值（汽态的热值称为低热值（Q Q低低）；在工业生产中高热值没有实用意义。）；在工业生产中高热值没有实用意义。各种燃料和热值可用仪器直接测得，气体燃料的热值也可由其组成按各种燃料和热值可用仪器直接测得，气体燃料的热值也可由其组成按加和性计算。煤气中可燃成分的低热值（加和性计算。煤气中可燃成
5、分的低热值（kj/nmkj/nm3 3)为：为：CO12730CO12730；H H2 21084010840；CH CH4 43584035840；CmHn71170 CmHn71170则煤气的低热值为：则煤气的低热值为：Q低低=0.01（12730CO+10840H2+35840CH4+71170CmHn),kj/nm3式中：式中：COCO、H H2 2、CH CH4 4、CmHn CmHn煤气中相应成分的体积煤气中相应成分的体积%。3 3、煤气密度、煤气密度 标准状态下煤气的密度可按煤气组成用加和性计算：标准状态下煤气的密度可按煤气组成用加和性计算：0 0=0.01M=0.01Mi iX
6、 Xi i/22.4/22.4，kg/mkg/m3 3式中：式中：MMi i煤气中煤气中i i成分的分子量；成分的分子量；X Xi i煤气中煤气中i i成分的体积成分的体积%。第5页，共36页，编辑于2022年，星期三二、煤气的燃烧二、煤气的燃烧 1、燃烧反应和燃烧极限、燃烧反应和燃烧极限 （1）燃烧反应）燃烧反应是指煤气中的各可燃成分与氧所进行的伴有发光发热是指煤气中的各可燃成分与氧所进行的伴有发光发热的剧烈的氧化反应。的剧烈的氧化反应。（2）燃烧极限）燃烧极限是指能稳定燃烧时可燃混合物中可燃气体的体积浓度是指能稳定燃烧时可燃混合物中可燃气体的体积浓度范围，称为燃烧极限。较低的浓度称为下限，
7、较高的浓度称为上限。范围，称为燃烧极限。较低的浓度称为下限，较高的浓度称为上限。某些可燃气体和蒸汽的燃烧极限如下表所示：某些可燃气体和蒸汽的燃烧极限如下表所示：第6页，共36页，编辑于2022年，星期三 混合气体的燃烧极限可由下式计算：混合气体的燃烧极限可由下式计算：L=100/xi/Ni式中：式中：L混合可燃气的燃烧极限浓度（上限或下限），体积混合可燃气的燃烧极限浓度（上限或下限），体积%；xi 混合可燃气中混合可燃气中i组分的含量，体积组分的含量，体积%；Nii组分的相应极限浓度（上限或下限），体积组分的相应极限浓度（上限或下限），体积%。当可燃中含有当可燃中含有CO2、N2等惰性气体时，
8、可按下式校正：等惰性气体时，可按下式校正：L=100L1+/（1-）/100+L/（1-）式中：式中：可燃气中惰性气体含量，体积可燃气中惰性气体含量，体积%。某些工业燃气的燃烧范围如下表所示：某些工业燃气的燃烧范围如下表所示：第7页，共36页，编辑于2022年，星期三2、动力燃烧和扩散和燃烧、动力燃烧和扩散和燃烧 a.燃烧有三个要素，煤气的燃烧过程可分为三个阶段：燃烧有三个要素，煤气的燃烧过程可分为三个阶段：b.煤气和空气有混合，属纯物理过程；煤气和空气有混合，属纯物理过程；c.煤气与空气在混合前分别预热到着火温度，可或可燃气体混合物加煤气与空气在混合前分别预热到着火温度，可或可燃气体混合物加
9、热至着火温度；可燃气体混合物也可以先点火后，靠燃烧产生的热量加热热至着火温度；可燃气体混合物也可以先点火后，靠燃烧产生的热量加热到着火温度；到着火温度；可燃物与氧反应而连续稳定的燃烧，属化学动力学过程。可燃物与氧反应而连续稳定的燃烧，属化学动力学过程。因上述前两个阶段的次序与混合方式不同，煤气燃烧可分为动力学因上述前两个阶段的次序与混合方式不同，煤气燃烧可分为动力学燃烧和扩散燃烧两种。燃烧和扩散燃烧两种。（1）动力燃烧（无焰燃烧）动力燃烧（无焰燃烧）是指煤气和空气在进入燃烧室前先混合均匀，然后着火燃烧，这是指煤气和空气在进入燃烧室前先混合均匀，然后着火燃烧，这时的燃烧速度取决于化学动力学因素（
10、化学反应速度），故称动力燃烧。时的燃烧速度取决于化学动力学因素（化学反应速度），故称动力燃烧。由于化学反应速度极快，可达到很高的燃烧强度，燃烧完全，燃烧产由于化学反应速度极快，可达到很高的燃烧强度，燃烧完全，燃烧产物中没有烟粒，燃烧室中透彻明亮，这种燃烧方法又称为无焰燃烧。物中没有烟粒，燃烧室中透彻明亮，这种燃烧方法又称为无焰燃烧。由于在燃烧前煤气和空气均匀混合，故动力燃烧可在很小的过剩空气由于在燃烧前煤气和空气均匀混合，故动力燃烧可在很小的过剩空气系数下达到完全燃烧，燃烧温度高。系数下达到完全燃烧，燃烧温度高。燃气锅炉一般采用动力燃烧。燃气锅炉一般采用动力燃烧。第8页，共36页，编辑于202
11、2年，星期三（2）扩散燃烧（有焰燃烧）扩散燃烧（有焰燃烧）是指煤气和空气分别送入燃烧室后，依靠对流扩散和分子扩散作是指煤气和空气分别送入燃烧室后，依靠对流扩散和分子扩散作用边混合边燃烧的过程称为扩散燃烧。用边混合边燃烧的过程称为扩散燃烧。由于燃烧反应瞬间完成，故燃烧速度取决于可燃物分子和氧分子相互由于燃烧反应瞬间完成，故燃烧速度取决于可燃物分子和氧分子相互碰撞的物理过程，即扩散过程。扩散燃烧时，由于局部氧的不足而发生碳碰撞的物理过程，即扩散过程。扩散燃烧时，由于局部氧的不足而发生碳氢化使物的热解，产生游离碳，因此在燃烧带中有固体微粒存在，产生强氢化使物的热解，产生游离碳，因此在燃烧带中有固体微
12、粒存在，产生强烈的光和热辐射，形成光亮的火焰，故这种燃烧方法又称为有焰燃烧。烈的光和热辐射，形成光亮的火焰，故这种燃烧方法又称为有焰燃烧。焦炉立火道中煤气的燃烧就属于扩散燃烧。焦炉立火道中煤气的燃烧就属于扩散燃烧。立火道内煤气的燃烧速度（火焰长度）主要取决于气流沿高向的运动立火道内煤气的燃烧速度（火焰长度）主要取决于气流沿高向的运动速度、煤气与空气流的夹角、出口轴心间距、扩散系数等。速度、煤气与空气流的夹角、出口轴心间距、扩散系数等。为了拉长火焰、改善焦炉的高向加热均匀性，焦炉火道内应使煤气和为了拉长火焰、改善焦炉的高向加热均匀性，焦炉火道内应使煤气和空气缓慢接触。焦炉在设计中，斜道口的结构可
13、使煤气和空气流平行喷空气缓慢接触。焦炉在设计中，斜道口的结构可使煤气和空气流平行喷出，见图。出，见图。另外，气体燃料的扩散系数另外，气体燃料的扩散系数D反比于其平均分子量的平方根，即：反比于其平均分子量的平方根，即：D（8RT/M）0.5式中：式中：R气体常数；气体常数；T气体的绝对温度，气体的绝对温度，K；M燃料气的平均分子量。燃料气的平均分子量。由于高炉煤气的平均分子量远大于焦炉煤气的平均分子量，所以，高由于高炉煤气的平均分子量远大于焦炉煤气的平均分子量，所以，高炉煤气的火焰长度远大于焦炉煤气的火焰长度。炉煤气的火焰长度远大于焦炉煤气的火焰长度。第9页，共36页，编辑于2022年，星期三第
14、10页，共36页，编辑于2022年，星期三 第二节第二节 煤气的燃烧计算煤气的燃烧计算一、燃烧计算一、燃烧计算 燃烧计算要解决理论需氧量、理论空气量、产生的废气量、废气组成、燃烧计算要解决理论需氧量、理论空气量、产生的废气量、废气组成、燃烧温度等。燃烧温度等。1、空气过剩系数、空气过剩系数 是指为了保证燃料的完全燃烧，供给的实际空气量一定要多于理论是指为了保证燃料的完全燃烧，供给的实际空气量一定要多于理论空气量，二者之比称为空气过剩系数，用空气量，二者之比称为空气过剩系数，用表示。表示。大小的意义：大小的意义：太小，燃料燃烧不完全，太小，燃料燃烧不完全，CO2和和H2O电离多，可燃成分电离多，
15、可燃成分CO、H2随废气随废气排出，浪费煤气；排出，浪费煤气；太大，产生的废气量大，带走的废气显热多，浪费煤气；太大，产生的废气量大，带走的废气显热多，浪费煤气；一般情况下一般情况下:用焦炉煤气加热时，用焦炉煤气加热时，=1.201.25 用高炉煤气加热时，用高炉煤气加热时，=1.101.15 第11页，共36页，编辑于2022年，星期三 可通过测定废气的组成按下式求得：可通过测定废气的组成按下式求得：（1）式中式中:O2、CO、CO2由废气分析测得的废气中各成分的体积由废气分析测得的废气中各成分的体积%；K随加热煤气组成而异的系数，随加热煤气组成而异的系数，VCO2、O理理燃烧燃烧1立方米煤
16、气所产生的理论立方米煤气所产生的理论CO2量和理论需量和理论需O2量。量。公式推导：由定义，当煤气完全燃烧时，公式推导：由定义，当煤气完全燃烧时，第12页，共36页，编辑于2022年，星期三当废气中含有当废气中含有CO时，则时，则 (O2)=O2-0.5CO (CO2)=CO2+CO 代入上式得式（代入上式得式（1）式中：式中：L过过、O过过1m3煤气完全燃烧所需过剩空气、煤气完全燃烧所需过剩空气、过剩过剩O2量，量，m3/m3;V1m3煤气完全燃烧产生的废气量，煤气完全燃烧产生的废气量，m3/m3;(CO2)、（、（O2）完全燃烧时废气中完全燃烧时废气中CO2、O2含量，含量，%第13页，共
17、36页，编辑于2022年，星期三2、燃烧的物料衡算、燃烧的物料衡算 通过燃烧的物料衡算要求出理论需通过燃烧的物料衡算要求出理论需O2量、理论空气量、实际空气量、废气量、理论空气量、实际空气量、废气量、废气组成等。量、废气组成等。（1）列表法）列表法（2）公式计算法）公式计算法 化学反应（计量）见上表化学反应（计量）见上表理论需氧量：理论需氧量：O理理=0.010.5(H2+CO)+2CH4+3C2H4+7.5C6H6-O2,nm3/nm3理论干空气量：理论干空气量：L理、干理、干=O理理/0.21，nm3空气空气/nm3煤气煤气实际干空气量：实际干空气量：L实、干实、干=L理、干理、干，nm3
18、空气空气/nm3煤气煤气 实际湿空气量：实际湿空气量：L实、湿实、湿=L实、干实、干(1+H2O空、干空、干)，nm3空气空气/nm3煤气煤气式中：式中：H2O空、干空、干空气的干基水分含量，体积空气的干基水分含量，体积%第14页，共36页，编辑于2022年，星期三燃烧产生的废气量燃烧产生的废气量V：VCO2=0.01CO2+CO+CH4+2C2H4+6C6H6，VH2O=0.01H2+2(CH4+C2H4)+3C6H6+H2O煤、干煤、干+L实、干实、干 H2O空、干空、干 VN2=0.01N2+0.79 L实、干实、干 VO2=0.21 L实、干实、干-O理理 V=VCO2+VH2O+VN
19、2+VO2，nm3废气废气/nm3煤气煤气废气组成：废气组成：Xi=Vi/V,i=CO2、H2O、N2、O2第15页，共36页，编辑于2022年，星期三第16页，共36页，编辑于2022年，星期三例题：某焦炉用发生炉煤气加热，实测得废气的组成为：某焦炉用发生炉煤气加热，实测得废气的组成为：废气成分废气成分 CO2 CO O2 含量，含量，%16.90 0.10 2.00发生炉煤气的组成为：发生炉煤气的组成为：煤气成分煤气成分 H2 CO CH4 CO2 N2 O2 含量，含量，%3.0 28.8 0.2 11.1 56.5 0.40求空气过剩系数。求空气过剩系数。解：依题意：解：依题意：=1+
20、K（O2-0.5CO）/(CO2+CO)K=Vco2/O理理则则 Vco2=0.01(CO+CO2+CH4)=0.01(28.8+11.1+0.2)=0.401O理理=0.010.5(H2+CO)+2CH4 O2 =0.010.5(3.0+28.8)+20.2-0.4 =0.159故故 K=0.401/0.159=2.522 =1+2.522（2-0.50.1)/(16.9+0.1)=1+0.289 =1.289答：该焦炉的空气过剩系数为答：该焦炉的空气过剩系数为1.289。第17页，共36页，编辑于2022年，星期三3、燃烧热衡算、燃烧热衡算燃烧温度计算燃烧温度计算 是指燃料燃烧时产生的热量
21、用于加热燃烧产物（废气）使其达到的是指燃料燃烧时产生的热量用于加热燃烧产物（废气）使其达到的温度称为燃料的燃烧温度。该温度的高低取决于燃料组成、空气系数、预热温度称为燃料的燃烧温度。该温度的高低取决于燃料组成、空气系数、预热程度及热量向周围介质传递的情况等多种因素。程度及热量向周围介质传递的情况等多种因素。（1）实际燃烧温度：煤气燃烧时产生的热量，除掉废气中）实际燃烧温度：煤气燃烧时产生的热量，除掉废气中CO2和和H2O部分离部分离解所吸收的热量和传给周围介质的热量后，存余部分使废气温度升高，此时解所吸收的热量和传给周围介质的热量后，存余部分使废气温度升高，此时的温度称为实际燃烧温度。的温度称
22、为实际燃烧温度。t实实=(Q低低+Qg+Qa-Q效效-Q散散-QCO-Q分分）/Vcp式中：式中：Q低低煤气的低热值，煤气的低热值，kj/m3；Qg煤气的显热（物理热），煤气的显热（物理热），kj/m3；Qa空气显热，空气显热，kj/m3；Q效效有效热，有效热，kj/m3；Q散散向周围的散热，向周围的散热，kj/m3；QCO不完全燃烧热，不完全燃烧热，kj/m3；Q分分CO2、H2O的高温离解热，的高温离解热，kj/m3；V1m3煤气燃烧后产生的废气量，煤气燃烧后产生的废气量，m3/m3;cp废气的热容（比热），废气的热容（比热），kj/m3。第18页，共36页，编辑于2022年，星期三（2
23、2）理论燃烧温度：假设：）理论燃烧温度：假设：1 1）煤气完全燃烧，即）煤气完全燃烧，即Q QCOCO=0=0，2 2）废气不向）废气不向周围介质传热，即周围介质传热，即Q Q效效=Q=Q散散=0=0。这种条件下煤气燃烧使废气达到的温度。这种条件下煤气燃烧使废气达到的温度称为理论燃烧温度。称为理论燃烧温度。t t理理=(Q=(Q低低+Q+Qg g+Q+Qa a-Q-Q分分）/Vcp/Vcp（3 3）热值燃烧温度：当上式中）热值燃烧温度：当上式中Q Q分分=0=0时，此时废气达到的温度称为热值时，此时废气达到的温度称为热值燃烧温度燃烧温度t t热。是理论上能达到的最高温度。热。是理论上能达到的最
24、高温度。一般情况下：一般情况下：t t热热=t=t 理理+200 300,+200 300,t t理理=t=t实实+250 400+250 400第19页，共36页，编辑于2022年，星期三二、煤气的加热特性二、煤气的加热特性 用于焦炉加热的煤气用于焦炉加热的煤气有富煤气（焦炉煤气）、有富煤气（焦炉煤气）、贫煤气（高炉煤气和发贫煤气（高炉煤气和发生炉煤气），它们的加生炉煤气），它们的加热特性如表所示。热特性如表所示。贫煤气富化：贫煤气中贫煤气富化：贫煤气中加入部分富煤气，以提加入部分富煤气，以提高贫煤气的热值。高贫煤气的热值。富煤气的贫化：富煤气富煤气的贫化：富煤气中加入部分贫煤气，以中加入部
25、分贫煤气，以降低富煤气的热值。降低富煤气的热值。第20页，共36页，编辑于2022年，星期三第21页，共36页，编辑于2022年，星期三第22页，共36页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 焦炉的热工评定焦炉的热工评定 评定焦炉的热工操作，除加热均匀性外，重要的指标是热量利用的评定焦炉的热工操作，除加热均匀性外，重要的指标是热量利用的效率。生产上常以炼焦耗热量作为评定指标。为了全面分析焦炉的热量效率。生产上常以炼焦耗热量作为评定指标。为了全面分析焦炉的热量利用情况，有时还进行焦炉的热平衡测定或计算，进尔得出焦炉的热效利用情况，有时还进行焦炉的热平衡测定或计算，进尔得出焦炉的热效率和热工效率
26、。率和热工效率。一、炼焦耗热量一、炼焦耗热量 是指将是指将1kg1kg煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，kj/kgkj/kg煤。煤。1 1、湿煤耗热量：将、湿煤耗热量：将1kg1kg湿煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，湿煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，kj/kgkj/kg湿煤。即湿煤。即 （1 1）式中：式中：V V0 0标准状态下加热煤气耗量，标准状态下加热煤气耗量，nmnm3 3/h;/h;G G湿湿焦炉的湿煤装入量，焦炉的湿煤装入量，kg/h kg/h。第23页，共36页，编辑于2022年，星期三2 2、干煤耗热量：、干煤耗热量
27、：将将1kg1kg绝干煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，绝干煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，kj/kgkj/kg干煤。用干煤。用 q q干来表示。即不包括煤中水分的蒸发和加热所干来表示。即不包括煤中水分的蒸发和加热所消耗的热量。消耗的热量。第24页，共36页，编辑于2022年，星期三3 3、相当耗热量：、相当耗热量：将将1kg1kg干煤对应的湿煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，干煤对应的湿煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，kj/kgkj/kg干煤。即干煤。即 （2 2）式中：式中：V V0 0标准状态下加热煤气耗量，标准状态下加热煤气耗量，nm3/h;nm3/h;G
28、G干干焦炉的干煤装入量，焦炉的干煤装入量，kg/h kg/h4、关系：、关系：设入炉煤水分为设入炉煤水分为M，%代入上式得代入上式得:第25页，共36页，编辑于2022年，星期三H2O（0，l）H2O（0，g）H2O（600，g）2500(kj/kg)2.01(kj/kg 0)600(0)一般焦炉的热工效率为一般焦炉的热工效率为72.5%所以：所以：1kg水从炭化室带出的热量为水从炭化室带出的热量为:(2500+2.01600)/0.725=5100kj/kg水水 q水水=5100kj/kg水水 而：而：Q水水=G水水q水水 G水水=G湿湿M/100 因此：因此：Q水水=G水水q水水=q水水G
29、湿湿M/100=5100G湿湿M/100=51G湿湿M Q干干=q干干G干干由定义由定义:即即:第26页，共36页，编辑于2022年，星期三为了便于比较，通常都是将炼焦耗热量换算成为了便于比较，通常都是将炼焦耗热量换算成M=7%的数值的数值：焦炉煤气：焦炉煤气：q湿、换湿、换=q湿湿 29（M-7）q相、换相、换=q相相 58（M-7）高炉煤气：高炉煤气：q湿、换湿、换=q湿湿 34（M-7）q相、换相、换=q相相 68（M-7）第27页，共36页，编辑于2022年，星期三5、生产焦炉炼焦耗热量的计算、生产焦炉炼焦耗热量的计算 式中：式中：炭化室周转时间，炭化室周转时间，h V0 煤气流量表读
30、数，煤气流量表读数，m3/h Q低低加热煤气低热值，加热煤气低热值，kj/m3 G干干一个炭化室平均装干煤量，一个炭化室平均装干煤量，kg n一座焦炉的炭化室数；一座焦炉的炭化室数；K、KT、KP、K换换分别为密度、温度、压力、换向的校正系数分别为密度、温度、压力、换向的校正系数。第28页，共36页，编辑于2022年，星期三煤气密度；f水汽含量，kg/m3；P煤气绝对压力；T煤气绝对温度；m1小时内换向次数；每次换向，焦炉不进气的时间，min第29页，共36页，编辑于2022年，星期三二、焦炉热效率和热工效率二、焦炉热效率和热工效率1、焦炉的物料平衡和热平衡、焦炉的物料平衡和热平衡 焦炉的物料
31、平衡是设计焦化厂最基本的数据，也是确定各种设备操作负焦炉的物料平衡是设计焦化厂最基本的数据，也是确定各种设备操作负荷和经济估算的基础。焦炉热平衡则在物料平衡和燃烧计算基础上进行，荷和经济估算的基础。焦炉热平衡则在物料平衡和燃烧计算基础上进行，通过热平衡计算，可具体了解焦炉热量在各方面的分配情况，从而寻找降通过热平衡计算，可具体了解焦炉热量在各方面的分配情况，从而寻找降低热量消耗的途径。由热平衡计算或测定还可以从理论上求出炼焦耗热低热量消耗的途径。由热平衡计算或测定还可以从理论上求出炼焦耗热量，得出焦炉的热效率和热工效率。量，得出焦炉的热效率和热工效率。（1）焦炉的物料平衡）焦炉的物料平衡 焦炉
32、的物料平衡通常称为炭化室的物料平衡，其实例如下表所示：焦炉的物料平衡通常称为炭化室的物料平衡，其实例如下表所示：（2）焦炉的热平衡）焦炉的热平衡 焦炉热平衡的实例如表所示。焦炉热平衡的实例如表所示。第30页，共36页，编辑于2022年，星期三第31页，共36页，编辑于2022年，星期三第32页，共36页，编辑于2022年，星期三2 2、焦炉热效率和热工效率、焦炉热效率和热工效率 热平衡表中热平衡表中Q1 Q6Q1 Q6项的总和即炼焦热，也称为有效热，它占项的总和即炼焦热，也称为有效热，它占总供热量的百分数称为焦炉的热工效率总供热量的百分数称为焦炉的热工效率 热工热工为衡量热量的可利用率，可用焦
33、炉热效率为衡量热量的可利用率，可用焦炉热效率 热热表示：表示：式中：式中：Q Q废废随废气带走的显热和不完全燃烧热，即热平衡表中的随废气带走的显热和不完全燃烧热，即热平衡表中的 Q7 Q7项。项。3 3、降低炼焦耗热量、提高热工效率的途径、降低炼焦耗热量、提高热工效率的途径（1 1）装炉煤的性质）装炉煤的性质 由于焦煤和肥煤的炼焦热较低，气煤和瘦煤的炼焦热较高，因此不同由于焦煤和肥煤的炼焦热较低，气煤和瘦煤的炼焦热较高，因此不同配煤比的入炉煤其炼焦耗热量有所不同。在相同的结焦时间和加热制度配煤比的入炉煤其炼焦耗热量有所不同。在相同的结焦时间和加热制度下，炼焦耗热量随入炉煤挥发分的增加而增大，尤
34、其是当气煤的配比超过下，炼焦耗热量随入炉煤挥发分的增加而增大，尤其是当气煤的配比超过30%30%时尤为明显。对于水分相同的配合煤，当气煤从时尤为明显。对于水分相同的配合煤，当气煤从10%10%增加到增加到30%30%时，炼时，炼焦热增加焦热增加40kj/kg40kj/kg，炼焦耗热量增加约，炼焦耗热量增加约54kj/kg 54kj/kg。第33页，共36页，编辑于2022年，星期三（2 2）配煤水分）配煤水分 水的蒸发和升温随荒煤气逸出炉外，要消耗大量热量。水的蒸发和升温随荒煤气逸出炉外，要消耗大量热量。当装炉干煤当装炉干煤量不变时入炉煤水分每增加量不变时入炉煤水分每增加1%1%，炼焦耗热量增
35、加，炼焦耗热量增加51-54hj/kg51-54hj/kg干煤。干煤。（3 3）焦饼最终温度）焦饼最终温度 红焦带出的显热约占供给焦炉热量的红焦带出的显热约占供给焦炉热量的3540%3540%。计算表明，如果焦。计算表明，如果焦饼温度降低饼温度降低5050可少带出显热可少带出显热50kj/kg50kj/kg煤，再考虑到热效率等因素，炼焦耗煤，再考虑到热效率等因素，炼焦耗热量可降低热量可降低7584kj/kg7584kj/kg煤。煤。（4 4）结焦时间）结焦时间 生产经验表明，设计的结焦时间时炼焦耗热量最低，延长、缩短结生产经验表明，设计的结焦时间时炼焦耗热量最低，延长、缩短结焦炼焦耗热量均会增
36、加。缩短结焦时间，标准温度提高，废气温度高，废焦炼焦耗热量均会增加。缩短结焦时间，标准温度提高，废气温度高，废气带出的显热多；延长结焦时间，炉体散热量增加。气带出的显热多；延长结焦时间，炉体散热量增加。（5 5）加热煤气种类）加热煤气种类 贫煤气的热值低、废气量大，废气带出的显热多，炼焦耗热量增贫煤气的热值低、废气量大，废气带出的显热多，炼焦耗热量增加。对于加。对于JN43JN43焦炉，用高炉煤气加热时比用焦炉煤气加热炼焦耗热量要高焦炉，用高炉煤气加热时比用焦炉煤气加热炼焦耗热量要高210340kj/kg210340kj/kg煤。煤。（6 6）废气温度）废气温度 废气带出的显热约占焦炉加热热量
37、的废气带出的显热约占焦炉加热热量的1520%1520%。废气温度每降低。废气温度每降低2525，炼焦耗热量就会降低，炼焦耗热量就会降低25kj/kg25kj/kg煤。煤。第34页，共36页，编辑于2022年，星期三（7 7）加热煤气的燃烧制度）加热煤气的燃烧制度 不完全燃烧和空气系数较大都会显著提高炼焦耗热量。不完全燃烧和空气系数较大都会显著提高炼焦耗热量。当废气中有当废气中有0.5%0.5%的的COCO，相当于，相当于2%2%的焦炉煤气或的焦炉煤气或33.5%33.5%的高炉煤气的高炉煤气损失掉，炼焦耗热量增加损失掉，炼焦耗热量增加6065kj/kg6065kj/kg煤。煤。空气过剩系数空气过剩系数 每提高每提高0.1:0.1:用焦炉煤气加热时，炼焦耗热量增加用焦炉煤气加热时，炼焦耗热量增加3338kj/kg3338kj/kg煤。煤。用高炉煤气加热时，炼焦耗热量增加约用高炉煤气加热时，炼焦耗热量增加约21kj/kj21kj/kj煤。煤。（8 8）热损失）热损失 焦炉的炉体散热约占供给焦炉热量的焦炉的炉体散热约占供给焦炉热量的10%10%。加强隔热，降低炉体。加强隔热，降低炉体散热散热可有效地降低炼焦耗热量。可有效地降低炼焦耗热量。第35页，共36页，编辑于2022年，星期三 Thank you!第36页，共36页，编辑于2022年，星期三